É a substância psicoativa mais popular do mundo, consumida por bilhões todos os dias. Nós amamos muito, nós enviamos uma máquina especial para fazer isso no espaço. Mas até agora, o café guardou vários segredos para seu sucesso. Como a planta recebeu seu chute de cafeína? Como o feijão produz aromas e sabores apreciados? E café pode realmente ser bom para você?
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ComprarAgora os cientistas sequenciaram o genoma do café Robusta ( Coffea canephora ), que responde por cerca de um terço dos 2, 25 bilhões de xícaras de café que bebemos por dia. (As espécies de Arábica estreitamente relacionadas preenchem a maior parte das canecas do mundo.) Publicado hoje na revista Science, um artigo descrevendo o genoma do café também compara as seqüências genéticas da planta com as da videira, do tomate e da Arabidopsis, um organismo modelo comum. biologia vegetal, revelando algumas das adaptações únicas do café. Com essa nova ferramenta em mãos, mais pesquisas poderiam ajudar a descobrir respostas para esses enigmas do café.
Por que as plantas produzem cafeína?
Embora possamos desejar a nossa sacudida matinal, não é óbvio por que a planta do café evoluiria a cafeína em ambientes naturais. O co-autor do estudo, Victor Albert, biólogo evolutivo de plantas da Universidade de Buffalo, diz que há três teorias principais para explicar o fenômeno.
A cafeína pode impedir que os herbívoros comam as folhas. "Cafeína realmente se acumula extremamente fortemente nas folhas", diz Albert. Houve até tentativas de fazer chá com folhas de café, mas não tem nada como café dos grãos. Também é possível que as plantas de café usem cafeína para superar seus vizinhos. “A ideia é que, depois que as folhas caem, a cafeína penetra no solo, junto com outros compostos, e inibe a germinação de sementes de outras plantas em competição por recursos limitados, luz e espaço”, diz ele. Ou a cafeína pode atrair polinizadores, dando-lhes um zumbido. “Pesquisa publicada na Science no ano passado sugere que a cafeína habitua os polinizadores. É um tipo de ação que age da mesma forma que nos acontece - faz com que eles voltem para mais ”, diz Albert.
Embora a resposta para esse mistério antigo não esteja no novo estudo, pode ser encontrado agora que temos o genoma detalhado da planta. "Não me surpreenderia se as três teorias fossem corretas até certo ponto", diz Albert.
Como a cafeína evoluiu?
Biólogos têm estudado duas rotas genéticas para a produção de cafeína, diz Albert. Uma ideia é que todas as plantas com flores tinham os genes para começar, e apenas algumas começaram a produzir cafeína a sério. Ou, a biossíntese de cafeína evoluiu várias vezes através de caminhos únicos em grupos de plantas distantemente relacionados.
O estudo do genoma faz o segundo cenário. Análises mostram que os genes que produzem cafeína no café são diferentes dos que produzem o composto no chá e no cacau. "Café e chá compartilharam um ancestral comum há cerca de 100 milhões de anos", diz Albert. Café e chocolate, talvez há 120 milhões de anos. Então, estamos falando de plantas que foram separadas por um tempo muito longo e que evoluíram independentemente a capacidade de produzir cafeína. ”
As plantas carregam versões dos mesmos genes da cafeína, mas pequenas mudanças provocaram grandes diferenças em seus papéis biológicos. "Os genes que codificam as enzimas cafeína no café têm parentes próximos no chocolate, por exemplo, mas no chocolate esses genes não produzem cafeína, eles fazem outra coisa", diz Albert. “Existe uma grande área de pesquisa em química de enzimas projetistas, na qual as pessoas modificam grupos de enzimas de maneiras pequenas para que elas assumam funções completamente novas”, acrescenta ele. "Esse tipo de química designer foi realizado acidentalmente por estas plantas produtoras de cafeína na natureza."
Um civet come bagas de café maduras em uma plantação em Indonésia. (Tri Saputro / Demotix / Corbis) O que dá café seu sabor irresistível e aroma?
A cafeína alta não é o único atributo viciante do café. O genoma recém-descrito também está desvendando as origens dos gostos e cheiros especiais que mantêm as pessoas voltando para mais. "Nosso estudo destacou genes que fazem compostos alcalóides, que são conhecidos sabores amargos", diz Albert. “Encontramos outro grupo de enzimas enriquecidas que produzem compostos flavonóides, que são outro elemento de sabor. Também destacamos os genes envolvidos nas vias de ácidos graxos, por isso identificamos muitos aspectos genéticos diferentes de aroma e sabor. ”
Descobrir exatamente quais genes são responsáveis pelos aromas ou aromas mais desejados pode possibilitar a produção de café que forneça mais daquilo que amamos por meio de reprodução seletiva ou engenharia genética.
Podemos tornar o café mais saudável?
Alguns dos muitos compostos do café, como os bebedores se deliciam com o estresse, têm características que promovem a saúde humana, como os antioxidantes que supostamente protegem as células contra danos. Um trabalho recente até sugere que a cafeína no café ajuda as pessoas a reterem novas memórias. Mas outros componentes do café são menos saudáveis ou mesmo levemente cancerígenos. (Pelo menos é um mito que o café dificulta o seu crescimento.)
Toda essa química extremamente complicada pode ser iluminada pela análise do genoma, que poderia fornecer a base para estratégias de melhoramento genético ou de manipulação genética para maximizar o bem e minimizar o dano encontrado na fermentação. “Qualquer coisa que seja conhecida sobre café e interesse pode ser direcionada geneticamente”, diz Albert.
O café pode sobreviver à mudança climática?
A planta de café cultivada nasceu na Etiópia e a África continua sendo o centro da diversidade do café. Hoje, a fábrica também é uma das principais culturas de rendimento no Brasil, no Vietnã, na Indonésia e na Colômbia. Mas essa produção mundial depende de variedades com diversidade relativamente baixa, o que as torna vulneráveis a ameaças como doenças, pragas e mudanças climáticas.
Dani Zamir, da Universidade Hebraica de Jerusalém, espera que o genoma possa ser usado para estimular a criação de café e manter a colheita popular florescente. "A chave para garantir que o café possa sobreviver como uma colheita acessível está na variação genética encontrada em espécies africanas", escreveu Zamir em um artigo de perspectiva que acompanha o estudo. Comparado a muitas plantas, o café possui genes muito específicos de resistência a patógenos, mostra o genoma, talvez revelando um alvo tático para a luta da agricultura para manter cultivos saudáveis.
Mas pesquisas recentes na Etiópia descobriram o que Zamir chamou de "uma taxa alarmante de erosão genética do pool genético devido ao desmatamento associado a esforços inadequados de conservação". Ele pediu o uso do genoma recém-sequenciado como uma ferramenta para monitorar e mitigar essas ameaças projetos de reprodução assistidos por genômica nos países exportadores de café - garantindo assim um futuro que inclui grãos de alta qualidade para a rotina diária do mundo.
